Introduccion a redes y servicios moviles

TEMA 1

REDES Y SERVICIOS MÓVILES

REDES Y SERVICIOS MÓVILES (4º GRADO ING. TÉCNICA TELECOM REDES Y SERVICIOS MÓVILES (4º GRADO ING. TÉCNICA TELECOM -- TELEMÁTICA)TELEMÁTICA)

ÍNDICE

RAZONES DEL INCREMENTO DEL USO DE RAZONES DEL INCREMENTO DEL USO DE REDES Y SERVICIOS MÓVILES

TIPOS DE COMUNICACIONES VÍA RADIO TIPOS DE COMUNICACIONES VÍA RADIO

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES MÓVILES

APLICACIONES MÓVILES APLICACIONES MÓVILES

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS COMUNICACIONES MÓVILESCOMUNICACIONES MÓVILES

ESCENARIOS DE GESTIÓN DE MOVILIDAD

Tema 1. REDES Y SERVICIOS MÓVILES Tema 1. REDES Y SERVICIOS MÓVILES 2

ÍNDICE








RAZONES DEL INCREMENTO DEL USO DE REDES Y SERVICIOS MÓVILES

Tema de estudio en esta asignatura: Comunicaciones de datos inalámbricas.

Com nicaciones mó iles son n s bconj nto de las c inalámb icas Comunicaciones móviles son un subconjunto de las c. inalámbricas.

R d l á id i t d Razones del rápido incremento de uso: Desarrollo de redes inalámbricas (públicas y privadas). Incremento en las velocidades de transmisión Incremento en las velocidades de transmisión. Desarrollo de equipos de usuario de mayores prestaciones

(tamaño, portabilidad, consumo de batería, precio, funcionalidad )funcionalidad…).

Incremento en el hábito de uso de servicios de telecomunicaciones.

A d l i i d i ió ilid d


Auge de los servicios de comunicación en movilidad

RAZONES DEL INCREMENTO DEL USO DE REDES Y SERVICIOS MÓVILES


ÍNDICE








TIPOS DE COMUNICACIONES VÍA RADIO

Telefonía móvil pública Servicio equivalente a telefonía fija, pero el usuario

puede cambiar de posición + nuevos serviciospuede cambiar de posición... + nuevos servicios. Nuevas prestaciones para permitir movilidad y

localización del terminal.

Telefonía inalámbrica (Cordless Telephone) Proporciona movilidad al cliente RTC dentro de casa.

Comunicación inalámbrica entre una base conectada a la roseta de la RTC y un teléfono inalámbrico.

Analógico (CT-0, CT-1), digital (CT-2, DECT)

í Sistemas de radiomensajería (paging) Servicio unidireccional de localización, mensajería

acústica (busca), mensajería alfanumérica (Mensatel)


acústica (busca), mensajería alfanumérica (Mensatel)

TIPOS DE COMUNICACIONES VÍA RADIO

Sistemas de radiotelefonía privada (trunking) Grupo cerrado de usuarios: redes privadas (policía, ambulancias,

empresas de transporte )empresas de transporte…).

Optimizado para voz.

Operado por la propia empresa usuaria o por una 3ª parte.

Ej TETRA (T E T k d R di ) Ej: TETRA (TransEuropean Trunked Radio)

Comunicaciones digitales de datos inalámbricas Utilización de medios inalámbricos para la comunicación entre Utilización de medios inalámbricos para la comunicación entre

dispositivos de datos.

Ej: WiFi (Wireless Fidelity), Bluetooth

A li i í télit Aplicaciones vía satélite GPS (Global Positioning System): localización

DBS (Direct Broadcast Satellites): TV

Comunicación satelital (Inmarsat, Iridium…): telefonía intercontinental y en zonas de difícil acceso.

Comunicaciones marítimas


Comunicaciones marítimas

…

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CLASIFICACIÓN SEGÚN EL ÁREA DE COBERTURA

WWAN (Wireless Wide Area Network) Cobertura global, movilidad de gran velocidad, bajo bit

rate (kbps Mbps) soporte tiempo realrate (kbps-Mbps), soporte tiempo real. Ejemplo: GSM, GPRS, UMTS, LTE…

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) Cobertura intermedia. Ejemplo: WiMAXj p

WLAN (Wireless Local Area Network) Cobertura reducida, movilidad a baja velocidad, alto bit , j ,

rate (Mbps), no tiempo real. Ejemplo: Wi-Fi

( l l k)WPAN (Wireless Personal Area Network) Entorno muy reducido (inmediaciones de una persona). Ejemplo: Bluetooth


Ejemplo: Bluetooth

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA INFRAESTRUCTURA NECESARIA PARA LA COMUNICACIÓN

Sin necesidad de ninguna infraestructura de red. Comunicaciones directas, peer-to-peer, entre parejas de

dispositivos que están en el área de cobertura unos de otrosdispositivos que están en el área de cobertura unos de otros.

Posibilidad de comunicaciones entre dispositivos fuera delalcance mediante equipos finales funcionando comoalcance mediante equipos finales funcionando comoretransmisores (mesh, mallado).

Con necesidad de infraestructura de red. La infraestructura de red proporciona cobertura inalámbrica

(canales de comunicación) y conectividad hacia otros(canales de comunicación) y conectividad hacia otrosdispositivos o redes.

Tema 1. REDES Y SERVICIOS MÓVILES Tema 1. REDES Y SERVICIOS MÓVILES

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APLICACIONES EN REDES MÓVILES

¿Qué servicios/aplicaciones se pueden ofrecer sobre redes móviles?

¿Implican requerimientos especiales en los elementos de la red para poder soportarlos de forma adecuada?forma adecuada?


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EVOLUCIÓN HISTÓRICA

Inicios de las comunicaciones inalámbricas.a á b cas Primeras comunicaciones a distancia: inalámbricas y de

datos.

Vía cable: transm. de datos anteriores a transmisiones de voz (comunicaciones Morse antes que teléfono).

Vía radio: inicio con transm de datos (Morse) Vía radio: inicio con transm. de datos (Morse)


EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA TELEFONÍA MÓVIL

1921: Policía de Detroit, radio móvil AM, Sólo en el sentido centralcoches.

1935: Invención FM. Mejor calidad en presencia de ruido.

1940: Sistemas policiales AMFM.

1946: Mobile Telephone Service Primer sistema de telefonía móvil comercial (San Luis). Bidireccional. N t áti ( d ) No automático (operadora). Un transmisor FM (estación base), área de cobertura de

~80Km diámetro. Un único canal (3) compartido entre todos los usuarios.

Misma banda para transmisión y recepción (push-to-talk)


)


1964: Improved Mobile Telephone System (IMTS) Bidireccional. Automático (marcación directa, sin operadora). Full-duplex (no push-to-talk). Cada estación base varios canales Cada estación base, varios canales.

Canales de uso compartido. Selección automática de canal.

Pa a da ma o obe t a a menta la poten ia de Para dar mayor cobertura aumentar la potencia de transmisión de la estación base. Estaciones base tienen que estar muy separadas entre sí para

evitar interferenciasevitar interferencias.

Aumentar cobertura aumenta el número de usuarios a los que da servicio una estación base aumenta la demandademanda. Insuficiente número de canales.

Gran tamaño de los terminales de usuario, gran d í ól t ó il


consumo de energía sólo en automóviles.


Radio celular Objetivo: cubrir una gran área de cobertura en la que

dar servicio a un número elevado de usuarios.

Cómo: Se divide el área de cobertura global en áreas más pequeñas Se divide el área de cobertura global en áreas más pequeñas

(celdas), a cada una de las cuales da servicio una estación base. Cada celda cubre un área de cobertura pequeña se puede

reducir la potencia de transmisión.educ a pote c a de t a s s óo Menor consumo de batería. o Reducción de interferencias.

Se asignan frecuencias a cada celda. Las frecuencias se pueden reutilizar en celdas que estén lo

suficientemente alejadas. o Esta reutilización de frecuencias permite aumentar el área total de

b t cobertura. o La manera habitual de hacerlo es “repartir” los canales disponibles

entre un grupo de celdas, que forman un patrón o “racimo”. Luego se disponen estos racimos sobre el área a cubrir, quedando entonces las


celdas que utilizan los mismos canales separadas por la distancia de seguridad.


Radio celular Reutilización de frecuencias

Selección de celda, traspaso de celda al moverse el usuario… Canales de voz y canal de control.y Sucesivas generaciones de telefonía celular:

1G: Analógica. 2G: Digital, conmutación de circuitos


2,5G: Digital, conmutación de paquetes (transmisión de datos) 3G: Transmisión de datos de alta velocidad

wireless LANwireless LANcordlesscordless

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA TELEFONÍA MÓVILcellular phonescellular phones satellitessatellites wireless LANwireless LANcordlesscordless

phonesphones

1982:1982:

InmarsatInmarsat AA

1981:1981:

NMT 450NMT 450

1980:1980:CT0CT0

1983:1983:

1987:1987:CT1+CT1+

InmarsatInmarsat--AA

1988:1988:

Inma satInma sat CC

1986:1986:

NMT 900NMT 900

1984:1984:CT1CT1

1983:1983:

AMPSAMPS

1992:1992:

GSMGSM

1992:1992:

InmarsatInmarsat--BB

1989:1989:

CT 2CT 2

1991:1991:

DECTDECT 199x:199x:

proprietaryproprietary

InmarsatInmarsat--CC

1991:1991:

DD--AMPSAMPS

1991:1991:

CDMACDMA

1993:1993:GSMGSM

1994:1994:DCS 1800DCS 1800

InmarsatInmarsat--MM

1998:1998:

IridiumIridium

p p yp p y

1997:1997:

IEEE 802.11IEEE 802.11

1999:1999:

802.11b, Bluetooth802.11b, Bluetooth

1993:1993:

PDCPDC2005:2005:

VoIPVoIP--DECTDECT

2001:2001:

UMTS/IMTUMTS/IMT--20002000

CDMACDMA--2000 (USA)2000 (USA)

,,

analoganalog

digitaldigital

2000:2000:GPRSGPRS

2000:2000:

IEEE 802.11a,gIEEE 802.11a,g

2009:2009:gg

NMT: Nordic Mobile Telephone DECT: Digital Enhanced Cordless Telecom.AMPS: Advanced Mobile Phone System (USA) DCS: Digital Cellular System

20102010

LTELTE

IEEE 802.11nIEEE 802.11n

20102010

UMAUMA


AMPS: Advanced Mobile Phone System (USA) DCS: Digital Cellular SystemCT: Cordless Telephone PDC: Pacific Digital CellularUMTS: Universal Mobile Telecom. System PAN: Personal Area NetworkLTE: Long Term Evolution UMA: Universal Mobile Access


1G: Telefonía celular analógica. Diferentes sistemas:

AMPS (Advanced Mobile Phone System). Americano. 1979 NMT (Nordic Mobile Telephone). Suecia. 1981. TACS (Total Access Control System). Desarrollado en Inglaterra ( y ) g

en 1985. Basado en AMPS, pero con mejor calidad de servicio y terminales más pequeños y baratos. ETACS (Moviline: 450 y 900MHz)

J ó t bié ti i i t Japón también tiene su propio sistema.

Problemas: Analógico: utilización espectral menos eficiente que las g

comunicaciones digitales. Sistemas totalmente diferentes: roaming sólo es posible si ambos

países utilizan el mismo estándar a las mismas frecuencias.



2G: Telefonía celular digital. Grupo de trabajo GSM (Group Spécial Mobile), de la

CEPT (Conference Européene de Postes et Telecommunications). Objetivo: especificar un sistema de telefonía móvil celular de gran j p g

capacidad, capaz de evolucionar incorporando nuevas tecnologías, servicios y aplicaciones, y que permita hacer roaming entre diferentes países.

f ó d l á d l b l f b l Definición del estándar GSM: Global System for Mobile Communications. Fase-I en 1991

Sistema digital Voz digital: La señal analógica del micrófono se digitaliza. Esta

señal digital modula a la portadora. Se puede comprimir, suprimir silencios…

l d d d l ñ l d d ( f d Mejor calidad de la señal, mayor seguridad (cifrado y codificación), y uso más eficiente del espectro.

Facilidad de incorporación de nuevos servicios.



2G: Telefonía celular digital. TDMA

Cada estación base, varios canales compartidos entre los diferentes usuarios.

Importancia del uso frecuencial: Importancia del uso frecuencial: Inicialmente, banda de 900 MHz. DCS: 1800 MHz. Zonas urbanas DCS 1900 MHz (USA) DCS 1900 MHz (USA) Ampliaciones de la banda de 900 MHz por debajo:

o E-GSM (Extended GSM)o R-GSM (Railway GSM)( y )

En USA, D-AMPS (Digital AMPS), IS-95 (CDMA)

E J ó PDC (P l Di it l C i ti ) En Japón, PDC (Personal Digital Communications)



Redes 1G y 2G, basadas en conmutación de circuitos poco eficientes para comunicaciones de datos. Necesaria evolución hacia redes que soporten de forma Necesaria evolución hacia redes que soporten de forma

eficiente la transmisión de datos.

2 5G 1 b d l d 2G i t t 2,5G: 1er paso, basado en las redes 2G existentes. GPRS (General Packet Radio Service): Añadir una nueva

forma de acceso por conmutación de paquetes, reutilizando l did d l ibl l d i t t ( i l t l en la medida de lo posible la red existente (especialmente la

red de acceso, que es la más cara de desplegar), y añadiendo nuevos nodos formando un backbone IP (routers especiales)

HSCSD: High Speed Circuit Switch Data HSCSD: High Speed Circuit Switch Data EDGE: Enhanced Data Rate for Global Evolution

3G: evolución total de la red a modo paquete. Nueva red de acceso.

Tema 1. REDES Y SERVICIOS MÓVILES Tema 1. REDES Y SERVICIOS MÓVILES 24 4G: basado totalmente en IP, mayores velocidades.

TELEFONÍA MÓVIL AUTOMÁTICA EN ESPAÑA

En 1955 Telefónica inicia un servicio experimental.

En 1974 Telefónica oferta comercialmente En 1974 Telefónica oferta comercialmente Telefonía Automática en Vehículos (TAV).

En 1986 Telefónica empieza a prestar servicio de En 1986 Telefónica empieza a prestar servicio de TMA celular (1G) Inicialmente (1982) basada en el estándar NMT (450MHz)( ) ( )

En 1990 pasa a utilizar NMT en la banda de 900MHz, sistema ETACS (Moviline).

Inicio de los 90 TMA llega a sus límites.


TELEFONÍA MÓVIL AUTOMÁTICA EN ESPAÑA

Telefonía móvil digital GSM (2G) 1992, Telefónica oferta servicio en los Juegos Olímpicos y la Exposición

Universal. 1994 se liberaliza la telefonía móvil. 2 licencias GSM900:

Telefónica Móviles (Movistar). Inicio servicio: 1996. Airtel (actual Vodafone). Inicio servicio: 1997.

1999 se amplia GSM a la banda 1800MHz 3 licencias: 1999 se amplia GSM a la banda 1800MHz. 3 licencias: Telefónica Móviles, Airtel, Amena (actual Orange)

UMTS (3G)( ) 2000, subasta de 4 licencias: Telefónica Móviles (actual Movistar), Airtel

(actual Vodafone), Amena (actual Orange), Xfera (actual Yoigo) Retraso en la fecha de inicio de servicio (2006).

Operadores Móviles Virtuales (OMV) Regulación desde 2002, primeros operadores en 2006.

LTE (4G) 2013, lanzamiento del servicio en las principales ciudades.


Los mismos 4 operadores con licencias en las frecuencias GSM/UMTS.

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2 enfoques de provisión de movilidad: Convertir en móvil el servicio telefónico.

Convertir en móviles los servicios de datos (Internet).

Se pueden proporcionar al usuario 2 niveles de movilidad: Portabilidad (movilidad nomádica): poder acceder a la

red desde diferentes puntos, pero sin mantener la conexión al moverse de uno a otro.conexión al moverse de uno a otro.

Movilidad (movilidad continua): poder moverse manteniendo las conexiones establecidas.



Movilidad a diferentes niveles: Nivel de enlace. Enlace: cualquier tecnología por debajo

de IP (IEEE 802.11, GSM, Bluetooth…). Soluciones de movilidad específicas de la tecnología de nivel enlace.

Nivel de red (IP): Necesidad de seguir encaminando Nivel de red. (IP): Necesidad de seguir encaminando paquetes IP aunque el punto de conexión a la red IP cambie. Solución a nivel IP (IP Móvil)

Nivel de transporte. Mantener los identificadores de la sesión de transporte (aunque cambie el punto de acceso IP).)

Nivel de aplicación. Que la aplicación sea consciente del movimiento del dispositivo. Específico de la aplicación.


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